中學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)研究

1、中學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)研究金 順 成 (陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 西安 710062)摘要 上個(gè)世紀(jì)鄧小平同志就提出“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的重要思想，隨著經(jīng)濟(jì)全球化趨勢深入發(fā)展，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異。面對國際國內(nèi)新形勢，科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建社會主義和諧社會成為新世紀(jì)的重大戰(zhàn)略思想。建設(shè)創(chuàng)新型國家是我們在新世紀(jì)奮斗的目標(biāo)。自主創(chuàng)新，人才為本，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新精神的優(yōu)秀人才，營造有利于人才輩出的良好環(huán)境，充分發(fā)揮科技人才的積極性、主動性、創(chuàng)造性，是建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略舉措。國際間的競爭，即為科技力的競爭，科技力的競爭就是科技人才的競爭。作為培養(yǎng)科技人才的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，中學(xué)教育就顯得尤

2、為重要。全面提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，夯實(shí)科技人才發(fā)展的群眾基礎(chǔ)，是中學(xué)教育肩負(fù)的重任。物理學(xué)科作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，因此，在中學(xué)物理教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為日后輸送更多優(yōu)秀科技人才打好基礎(chǔ)，是每一個(gè)物理教師應(yīng)積極探索的課題。第一章 研究綜述1.1公民的科學(xué)素養(yǎng)水平是一個(gè)國家未來競爭力的標(biāo)志公民的科學(xué)素養(yǎng)水平代表一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的程度和公民對科學(xué)的態(tài)度，而公民對科學(xué)所持的態(tài)度關(guān)乎這個(gè)國家的未來。所以，提高全民科學(xué)素養(yǎng)是國家唯一的出路?？茖W(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)從中小學(xué)開始，而具備一定科學(xué)知識、對科學(xué)有一定認(rèn)識的中學(xué)生更是提高其科學(xué)素樣水平的主要群體。物

3、理學(xué)科作為自然學(xué)科的領(lǐng)頭羊，其學(xué)科特點(diǎn)決定了在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中不可取代的地位。那么，在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)如何全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)？本課題將重點(diǎn)研究在中學(xué)物理教學(xué)中如何結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知特征有效地提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平。1.2什么是科學(xué)素養(yǎng) 科學(xué)素養(yǎng)是一個(gè)人綜合素質(zhì)的重要組成部分，在一個(gè)人成長的道路上直接影響其人生觀的形成和價(jià)值取向。早在上世紀(jì)80年代，我國就提出了“從小愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)”的思想。試圖使中小學(xué)學(xué)生從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，提高自身的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)造能力，幫助他們樹立起正確的科學(xué)觀，人生觀和世界觀，以便更好地適應(yīng)今后的工作、生活。科學(xué)素養(yǎng)是指對在日常生活、個(gè)人決策以及社會

4、事務(wù)中所需要的科學(xué)概念和過程的認(rèn)識和理解，并在此基礎(chǔ)上形成的穩(wěn)定的具有科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的心理品質(zhì)?？茖W(xué)素養(yǎng)是一個(gè)與時(shí)并進(jìn)的概念，無論其概念定義還是操作定義，都需要因科技和文明發(fā)展而作出適時(shí)調(diào)整，這從最近幾年各國的科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查的題目變遷中可見一斑。無論是中國還是美國，新科技對社會的影響，人們對新科技的看法，都正成為此類調(diào)查普遍關(guān)注的重點(diǎn)。所有這一切都說明，科學(xué)素養(yǎng)是一個(gè)重要而富有生命力的概念，值得我們不斷地加以關(guān)注和研究。1.3研究現(xiàn)狀與存在的問題 國際上對如何提高公民的科學(xué)素養(yǎng)的研究由來已久，從20世紀(jì)50年代后期開始,國外如美國對科學(xué)素養(yǎng)問題興趣日增。90年代美國科學(xué)素養(yǎng)理念的發(fā)展基本上是

5、按照“2061計(jì)劃”的第一份報(bào)告面向全體美國人的科學(xué)的思路展開的，有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)的文件主要有美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)。美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)形成于1995年12月，是美國歷史上第一部科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，將K-12年級的科學(xué)素養(yǎng)分為8個(gè)領(lǐng)域，即統(tǒng)一的過程與概念、作為探究的科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球空間科學(xué)、科學(xué)與技術(shù)、從個(gè)人和社會的視角所見的科學(xué)、科學(xué)的歷史和本質(zhì)?？茖W(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)在科學(xué)的性質(zhì)、數(shù)學(xué)的性質(zhì)、技術(shù)的性質(zhì)、自然環(huán)境、生存環(huán)境、人類機(jī)體、人類社會、被改造了的世界、數(shù)字世界、歷史展望、通用概念和思維習(xí)慣等12個(gè)方面，提出了從幼兒園到12年級的科學(xué)素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。我國自20世紀(jì)90年代初期也

6、開始研討科學(xué)素養(yǎng)問題，參照國際先進(jìn)理念，結(jié)合自身特點(diǎn)，對科學(xué)素養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了一些研究，同時(shí)積極探索如何提高公民的科學(xué)素養(yǎng)。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)論述科學(xué)素養(yǎng)的文獻(xiàn),對于科學(xué)素養(yǎng)的主要內(nèi)容應(yīng)包括哪些方面，觀點(diǎn)比較一致。即一般應(yīng)包括科學(xué)知識、技能，進(jìn)行科學(xué)探究的能力，科學(xué)的態(tài)度、情感和價(jià)值觀，科學(xué)精神。但是對于如何提高科學(xué)素養(yǎng)，尤其是如何在中學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這一方面的研究比較匱乏，雖然有一些理論和研究成果，但是比較片面，適應(yīng)的范圍較窄。對于不同層次、不同地域的學(xué)生應(yīng)如何結(jié)合實(shí)際情況，用一種簡單有效且不失系統(tǒng)性的方法在教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)，這方面的研究成果更是缺乏。另外，對于學(xué)生科學(xué)素

7、養(yǎng)水平的量化指標(biāo)的界定也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。更沒有如何編著學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的檢測試卷的相關(guān)研究。1.4本課題要解決的主要問題 鑒于國內(nèi)外對于如何提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)缺乏行之有效的研究成果，本課題將著重研究以下三個(gè)問題：一、設(shè)定檢測中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的量化指標(biāo)；二、如何根據(jù)實(shí)際情況編著學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平檢測試卷；三、如何在中學(xué)物理教學(xué)中結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。1.5 本課題的意義1.5.1理論意義素質(zhì)教育自上世紀(jì)80年代初提出以來，無論在理論上還是在實(shí)踐上都對我國的教育事業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。面對21世紀(jì)知識經(jīng)濟(jì)和全球化趨勢對人才素質(zhì)的新要求，目前科教界又面臨著怎樣使素質(zhì)教育的理論和實(shí)踐向縱深發(fā)展的

8、問題。“創(chuàng)新教育”的提出使素質(zhì)教育的概念更加具體化、明晰化，這是素質(zhì)教育理論發(fā)展的最有意義的成果之一，因?yàn)橹挥懈拍罹唧w化，才能使理論具有可操作的可能?？茖W(xué)素養(yǎng)教育是包含創(chuàng)新教育在內(nèi)的更廣泛的教育目標(biāo)，關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的理論更是復(fù)雜和深奧。本研究的成果對于完善關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的理論體系，使科學(xué)素養(yǎng)教育更具體化，更具有可操作性有著重要的意義。1.5.2現(xiàn)實(shí)意義及應(yīng)用價(jià)值以往對于素質(zhì)教育以及對科學(xué)素養(yǎng)的理論研究和實(shí)踐存在如下諸多問題：太籠統(tǒng)，仍然停留在全面發(fā)展的理想主義框架內(nèi)；將素質(zhì)教育狹隘的理解為對應(yīng)試教育的糾偏，或理解為對片面強(qiáng)調(diào)科學(xué)功利主義教學(xué)內(nèi)容的否定；局限于教育界，甚至局限于基礎(chǔ)教育范疇，很少與全

9、社會的人才生長環(huán)境相聯(lián)系；可操作性較低，與教育實(shí)踐聯(lián)系不夠緊。（5）流于形式，沒有真正質(zhì)的蛻變。本研究旨在尋找簡單易行且不失系統(tǒng)性的操作方法，以期在教學(xué)實(shí)踐中能徹底踐行理論成果，最大限度地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平，并形成日后進(jìn)一步發(fā)展自身科學(xué)素養(yǎng)水平的品質(zhì)和意識。另外，形成一套評價(jià)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的量化體系，及時(shí)反饋教育教學(xué)的效果，適時(shí)糾正教育思想和教學(xué)目標(biāo)。第二章 理論研究2.1 科學(xué)素養(yǎng)概念的發(fā)展20世紀(jì)50年代以來，關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)概念的討論就一直是科學(xué)教育界爭論的焦點(diǎn)話題之一，在不同時(shí)期，科學(xué)素養(yǎng)被賦予了不同的含義，從其概念發(fā)展的軌跡來看，可以將整個(gè)過程劃分為以下四個(gè)階段：“合法化”時(shí)期、闡

10、釋期、實(shí)踐和深化期。1.科學(xué)素養(yǎng)理念的合法化在20世紀(jì)50年代，科學(xué)素養(yǎng)理念在轟轟烈烈的科學(xué)課程結(jié)構(gòu)化運(yùn)動中并沒有引起人們的關(guān)注，它只是出現(xiàn)在一些教育家的理論中，郝德認(rèn)為：“優(yōu)秀的社會公民應(yīng)該具有科學(xué)素養(yǎng)，具有科學(xué)素養(yǎng)的公民就是能夠理解科學(xué)及其在社會中的應(yīng)用的人”。60年代中期，美國學(xué)者佩勒等人，通過分析得出，科學(xué)素養(yǎng)包括“科學(xué)和社會的關(guān)系、科學(xué)的倫理、科學(xué)的本質(zhì)、概念性知識、科學(xué)和技術(shù)和人文中的科學(xué)”六個(gè)方面。在這一時(shí)期，科學(xué)家們通過各種渠道積極宣揚(yáng)科學(xué)素養(yǎng)理念的進(jìn)步性和積極作用，為其爭取合法地位。 1.科學(xué)素養(yǎng)理念的闡釋期50、60年代的科學(xué)課程改革的總目標(biāo)是培養(yǎng)社會需要的科學(xué)家和工程師，

11、在失敗后人們開始注意到科學(xué)課程目標(biāo)定位的偏差，才意識到科學(xué)素養(yǎng)在科學(xué)課程改革中的重要價(jià)值。于是70年代，科學(xué)家和學(xué)者開始闡釋和豐富科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵。比如美國的“生計(jì)教育”將教育的目標(biāo)從專注于科學(xué)知識的傳遞轉(zhuǎn)向人，即轉(zhuǎn)向?qū)W生本身，將人從幼兒園到成年按照生計(jì)認(rèn)知、生計(jì)探索、生計(jì)定向、生計(jì)準(zhǔn)備、和生計(jì)訓(xùn)練等步驟逐一實(shí)施，使學(xué)生獲得謀生的技能，并形成個(gè)人的生活方式。另外，像消爾特等人將當(dāng)時(shí)的科學(xué)素養(yǎng)的研究內(nèi)容概括為“科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)概念、科學(xué)過程和科學(xué)價(jià)值、科學(xué)與社會、對科學(xué)的興趣和與科學(xué)相聯(lián)系的能力”。還有，蘇格蘭科學(xué)課程1977版，認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)該包括：“關(guān)于周圍世界的知識、概念和原理，客觀地觀察、科

12、學(xué)的思維能力、對科學(xué)文化的意識、對科學(xué)的興趣和從中得到的歡愉。總之，在這一時(shí)期，眾多學(xué)者已經(jīng)接受了科學(xué)素養(yǎng)的基本理念，并從多個(gè)方面積極地加以闡釋和豐富科學(xué)素養(yǎng)的理論體系。3.科學(xué)素養(yǎng)理念的實(shí)踐期80年代，科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵不斷深化和細(xì)化，并成為科學(xué)課程實(shí)踐和改革的指南。美國教師科學(xué)協(xié)會發(fā)表了題為：“科學(xué)技術(shù)社會：80年代的科學(xué)教育”的年度報(bào)告，該報(bào)告提出的科學(xué)素養(yǎng)的特點(diǎn)：一、強(qiáng)調(diào)技術(shù)，并把它放在和科學(xué)同等的地位；二、強(qiáng)調(diào)與科學(xué)、技術(shù)有關(guān)的個(gè)人決策和社會決策。報(bào)告指出：科學(xué)和技術(shù)影響著我們生活的方方面面，是我們個(gè)人福利和社會福利的中心。因此，科學(xué)教育的目的就是讓所有的公民對科學(xué)和技術(shù)有全面的了解。4

13、.科學(xué)素養(yǎng)理念的深化期90年代有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)的主要文件是美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)。將造就高科學(xué)素養(yǎng)的未來人才的基本原則具體化成了實(shí)施方案，指出：“科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進(jìn)行個(gè)人決策、參與公共事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需的科學(xué)概念和科學(xué)過程”。“有科學(xué)素養(yǎng)就意味著一個(gè)人能識別國家和地方?jīng)Q定并賴以為基礎(chǔ)的科學(xué)問題，并且能提出有科學(xué)技術(shù)根據(jù)的見解來”?？茖W(xué)素養(yǎng)作為一個(gè)人綜合素養(yǎng)的重要部分，其含義必將隨著社會的進(jìn)步，科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。在發(fā)展中不斷更新和完善期內(nèi)涵。時(shí)至今日，人們比較一致地認(rèn)為，科學(xué)素養(yǎng)的概念應(yīng)該定義為：科學(xué)素養(yǎng)是指對在日常生活、個(gè)人決策以及社會事務(wù)中所需要的科學(xué)概念

14、和過程的認(rèn)識和理解，并在此基礎(chǔ)上形成的穩(wěn)定的具有科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的心理品質(zhì)。它不僅包括知識和技能、在掌握知識和技能的實(shí)踐過程中獲得的解決問題的能力、對科學(xué)技術(shù)的態(tài)度和價(jià)值觀，更重要的是具備科學(xué)的精神，使之成為一種終生的穩(wěn)定的品質(zhì)。2.2科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括的范圍科學(xué)素養(yǎng)作為一個(gè)人的綜合素養(yǎng)的重要部分，并不是一種單一或簡單的素養(yǎng)。從其概念不難看出，科學(xué)素養(yǎng)是能運(yùn)用科學(xué)原理和方法解釋或處理生活和工作中的常見問題，其重點(diǎn)在于對科學(xué)的態(tài)度，觀察和思考問題的科學(xué)性，以及批判精神。它不僅僅指對科學(xué)應(yīng)該了解的程度,還包括應(yīng)該如何去解釋一些現(xiàn)象和處理一些問題。除了能力方面的要求,還有精神和態(tài)度方面的要求.。具體來

15、說，科學(xué)素養(yǎng)至少應(yīng)包括以下五個(gè)方面的內(nèi)容。一、一定的科學(xué)知識和技能。也就是我們一直強(qiáng)調(diào)的“雙基”。二、進(jìn)行科學(xué)探究的能力。這是基于新課程從過程和方法層面提出的教學(xué)目標(biāo)而經(jīng)過訓(xùn)練獲得的一種能力。即，使學(xué)生通過“經(jīng)歷觀察物理現(xiàn)象的過程”、“通過參與科學(xué)探究活動”等這樣一種能力形成的支撐過程后獲得的穩(wěn)定的心理特征，也就是科學(xué)探究的能力。三、理解科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)系。科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展相輔相成，科技的進(jìn)步是社會發(fā)展的動力，社會的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新提供良好的環(huán)境。四、科學(xué)的態(tài)度、情感與價(jià)值觀。新課程標(biāo)準(zhǔn)中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀是以情感為中心、以塑造學(xué)生完善的人格為目的的。將科學(xué)的態(tài)度、情感與價(jià)值觀有

16、機(jī)地滲透到課程教學(xué)內(nèi)容中，并有意識地貫穿于教學(xué)過程中，旨在使學(xué)生從內(nèi)心確立起對真、善、美的追求以及人與自然的和諧可持續(xù)發(fā)展的理念。一個(gè)人只有具備了科學(xué)的態(tài)度、情感與價(jià)值觀，其感性世界或非理性世界才相對完整。五、科學(xué)精神。這是整個(gè)科學(xué)素養(yǎng)的核心?？茖W(xué)精神就是獨(dú)立思考、勇于質(zhì)疑和批判的精神；科學(xué)精神就是“我愛我?guī)?，我更愛真理”的精神；科學(xué)精神就是實(shí)事求是、永不疲倦地探索未知領(lǐng)域自覺化為無窮樂趣的精神。 所以，科學(xué)精神就是理性的精神.科學(xué)精神只有在實(shí)踐中才能真正養(yǎng)成。因此，我們應(yīng)該給學(xué)生提供盡可能多的實(shí)踐機(jī)會，使學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐中鍛煉、學(xué)習(xí)和體驗(yàn)，使他們在實(shí)踐中享受科學(xué)探索的樂趣，在實(shí)踐中形成科學(xué)精神

17、。2.3 科學(xué)素養(yǎng)與人的全面發(fā)展的關(guān)系人的全面發(fā)展是馬克思主義的一個(gè)基本觀點(diǎn)。是指人的自我意志獲得自由體現(xiàn)，人的各種需要、潛能素質(zhì)、個(gè)性獲得最充分的發(fā)展，人的社會關(guān)系獲得高度豐富等。人的全面發(fā)展也是一個(gè)歷史范疇，在馬克思主義思想史上，馬克思恩格斯針對資本主義生產(chǎn)對人的異化造成人的畸形發(fā)展而提出人的發(fā)展的理想狀態(tài)和終極目標(biāo)，并把它作為共產(chǎn)主義社會的本質(zhì)特征。人的綜合素質(zhì)的提高是人的全面發(fā)展的基礎(chǔ)。人的綜合素質(zhì)，包括思想道德素質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)以及身體心理健康素質(zhì)等，其中科學(xué)素養(yǎng)是綜合素質(zhì)中非常重要的部分。在不同時(shí)期，對人的全面發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高的要求是不同的。在現(xiàn)代化建設(shè)中，人的主體性大大增強(qiáng)，人的

18、科學(xué)素養(yǎng)在社會發(fā)展中的地位和作用較以往任何時(shí)代都顯得更為重要。所以，一個(gè)人只有其科學(xué)素養(yǎng)提高了，綜合素質(zhì)才有提高的可能，才能滿足作為現(xiàn)代化建設(shè)者應(yīng)具備的能力要求。而作為人全面發(fā)展的基礎(chǔ)，綜合素質(zhì)的提高，才能使人獲得全面的、長足的發(fā)展。2.4科學(xué)素養(yǎng)的提高對社會進(jìn)步的意義社會進(jìn)步是指人類社會由低級向高級合乎規(guī)律的前進(jìn)運(yùn)動，社會進(jìn)步既包括物質(zhì)文明的進(jìn)步和發(fā)展，也包括精神文明的進(jìn)步和發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，世界物質(zhì)文明達(dá)到了空前的高度，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，而且已成為第一生產(chǎn)力。但是科技的發(fā)展也帶來了巨大的負(fù)面效應(yīng)。溫室效應(yīng)、水污染、土壤污染、空氣污染成為全球性的迫切需要解決的難題。人才流失甚至出現(xiàn)斷

19、層、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡等一系列的問題日益凸顯出來。所以一個(gè)文明的世界絕不是單純的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更重要的是人的進(jìn)步，是人類自身素質(zhì)的提升。我們只有大力提高公民的綜合素養(yǎng)，尤其是科學(xué)素養(yǎng)，掌握扎實(shí)的科學(xué)知識和技能，擁有科學(xué)的發(fā)展觀、價(jià)值觀和科學(xué)精神，才能高瞻遠(yuǎn)矚，用發(fā)展的長遠(yuǎn)眼光更好得持續(xù)發(fā)展我們共有的世界。所以經(jīng)濟(jì)騰飛、社會進(jìn)步需要靠全民科學(xué)素養(yǎng)的提高，提高全民族的科學(xué)素養(yǎng),強(qiáng)化公民的科學(xué)意識和科學(xué)精神是我們唯一的出路。 第三章 研究設(shè)計(jì) 3.1科學(xué)素養(yǎng)水平的量化體系 一、科學(xué)素養(yǎng)水平測試國際上普遍承認(rèn)的由美國著名科學(xué)素養(yǎng)專家米勒提出的科學(xué)素養(yǎng)，有三個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即公眾只有同時(shí)在科學(xué)基本術(shù)語及概

20、念、科學(xué)研究過程和方法、科學(xué)技術(shù)對社會的影響三個(gè)方面達(dá)到了基本理解的程度，才可以被認(rèn)為具備了基本的科學(xué)素養(yǎng)水平。但是如果用分?jǐn)?shù)衡量的話，多少分才算是達(dá)到了基本理解的程度？而且處出于方便被測試者答題，測試題一般應(yīng)該以選擇和判斷的形式出現(xiàn)。但是這樣的題型偶然性和投機(jī)性將大大增強(qiáng)，結(jié)果也就失去了可信度。所以測試題的選擇和設(shè)計(jì)我認(rèn)為應(yīng)該符合以下特點(diǎn)：表述要非常清楚，且答案明確；要符合學(xué)生的知識層次，不可超出認(rèn)知能力；避免似是而非，不出偏題、怪題、難題。總之要做到使學(xué)生看到題目時(shí)，如果對問題有一定了解就能百分之百給出正確答案。所以，如果一個(gè)學(xué)生對于基本術(shù)語及概念達(dá)到了基本理解的程度，那么測試題中該類題目

21、的得分應(yīng)該是滿分，除去偶然因素，將基本達(dá)標(biāo)的分?jǐn)?shù)設(shè)定為90分。那么在米勒提出的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方面的試題得分均達(dá)到90分的學(xué)生，就意味著具備基本的科學(xué)素養(yǎng)水平。具體評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表一 表一姓 名 考查內(nèi)容及 得分率平均得分率基本術(shù)語、概念 （百分率） 研究方法（百分率） 科學(xué)精神 （百分率）張一 85% 90% 85% 80% 劉明 93.% 100% 95% 85% .達(dá)標(biāo)率上表中，考察內(nèi)容一欄基本術(shù)語、概念，研究方法，科學(xué)精神是測試題中考察學(xué)生不同層次的能力范疇，每一類題目的分值比例可以按照不同年級、不同地域可作適當(dāng)調(diào)整。以上表為例，全卷滿分為100分，其中三類題目所占分值分別為30分、40分和30分

22、，那么張一同學(xué)的得分為：30×90%+40×85%+30×80=85分，因?yàn)榈陀?0分，所以張一同學(xué)不具備基本的科學(xué)素養(yǎng)水平。同理，劉明同學(xué)最終得分為93分，可以鑒定為具備基本的科學(xué)素養(yǎng)水平。每一類知識的得分之所以用百分?jǐn)?shù)來表示，是因?yàn)椴粌H可以得出學(xué)生的分?jǐn)?shù)，而且也可以很直觀地看出該生的長處和劣勢，以便日后有針對性的加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的不足。二、期中、期末試卷分析成績班級 各 分 數(shù) 段 人 數(shù)平均分及格率優(yōu)秀率差下率90-10080-8970-7960-6930-5930以下一班二班三班四班 期中、期末考試成績歷來是衡量一個(gè)學(xué)生在一段時(shí)期內(nèi)學(xué)習(xí)水平的重要依據(jù)，同樣可以

23、作為衡量在此階段學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是否提高的依據(jù)?？茖W(xué)素養(yǎng)是一種內(nèi)化的能力特征，科學(xué)素養(yǎng)提高了，學(xué)習(xí)的能力自然就增強(qiáng)，學(xué)習(xí)成績也就相應(yīng)提高。相反，學(xué)習(xí)成績的進(jìn)步，同樣可以反映出科學(xué)素養(yǎng)的提升。平均分、及格率以及標(biāo)準(zhǔn)偏差等在一定程度上能發(fā)映出該班在此階段內(nèi)的科學(xué)素養(yǎng)水平。 三、實(shí)驗(yàn)操作成績?nèi)缦拢撼煽儼嗉壴O(shè)計(jì)得分（平均分）操作得分（平均分）結(jié)果正確率（平均值）平均分完成時(shí)間（平均值）一班二班三班四班 科學(xué)素養(yǎng)中很重要的一個(gè)能力要求就是具備科學(xué)的探究能力，物理作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，有很強(qiáng)的實(shí)踐性，很多物理規(guī)律都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，所以掌握科學(xué)的實(shí)踐探究能力，不僅是物理學(xué)科特征的要求，也是科學(xué)素養(yǎng)

24、的能力要求。所以實(shí)驗(yàn)操作成績的好壞直接反映出一個(gè)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的高低。3.2研究主體的現(xiàn)實(shí)狀況 本課題選定本市某市級重點(diǎn)中學(xué)八年級學(xué)生作為研究對象。該年級有四個(gè)班，均為平行班，本研究開始之前各班物理平均成績相當(dāng)。最近一次考試各班平均成績?nèi)缦拢阂话啵?6.7分；二班：65.2分；三班：67.3分；四班：65.0分.其中四班成績分布比較集中，缺少尖子生，但是差生數(shù)量也較少，女生人數(shù)較多（全班共42人，女生為23人），女生學(xué)習(xí)刻苦，而且形象思維能力較男生突出，識記基本概念的能力和意識較強(qiáng)。但是該班學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動，積極參與教學(xué)活動的意識較弱。遵守課堂紀(jì)律、被動接受教師傳授知識是該班比較突出的特點(diǎn)。為了

25、使本研究更具有說服力，能最大限度地提升該班學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，同時(shí)也為了能使本研究順利開展，綜合各方面的因素，權(quán)衡利弊，決定選擇四班為本次研究活動的對象。其余三個(gè)班為參照對象3.3實(shí)驗(yàn)方案1.首先進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)問卷調(diào)查，了解學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，以便在課堂教學(xué)中能有所側(cè)重和針對性。2.本次研究主要的手段就是研究主體班和參照班采用不同的教學(xué)方式。雖然新課改對于教學(xué)提出了一系列的標(biāo)準(zhǔn)要求，但是由于各地條件各異，受諸多客觀條件的限制，以及評價(jià)方式的單一，學(xué)生學(xué)習(xí)能力、教學(xué)時(shí)數(shù)等的限制，在實(shí)際教學(xué)中很難徹底踐行這些要求。本次研究，主體班嚴(yán)格按照新課標(biāo)的要求進(jìn)行教學(xué)，嚴(yán)格實(shí)行探究式、合作式教學(xué)，最大程度地發(fā)揮學(xué)

26、生的主觀能動性，克服困難，積極創(chuàng)造有利的教學(xué)條件，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為最高宗旨。而參照班在盡量實(shí)行新課改的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況適當(dāng)運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)方法。 3.以期中、期末考試作為主要的評價(jià)方式，另外結(jié)合每學(xué)期一次的實(shí)驗(yàn)操作（包括設(shè)計(jì)、操作、分析）考核、每學(xué)期一次的科學(xué)知識競賽、小發(fā)明小創(chuàng)造比賽等來評價(jià)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平。 4.每學(xué)期末進(jìn)行一次科學(xué)素養(yǎng)問卷調(diào)查，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作考核和期末考試成績，對研究方案作出修改和補(bǔ)充。 5.試驗(yàn)期為一年（分兩個(gè)學(xué)期），實(shí)驗(yàn)結(jié)束后形成結(jié)論。3.4研究內(nèi)容如何在中學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生（八年級學(xué)生為研究對象）的科學(xué)素養(yǎng)。具體如下：1.如何編著科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷。

27、2.如何處理現(xiàn)有教材，使不同要求、不同層次的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。3.如何在課堂教學(xué)中最大程度地體現(xiàn)學(xué)生的主體性，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。并獲得后續(xù)學(xué)習(xí)的能力和加強(qiáng)積極主動的意識和科學(xué)精神。3.5研究方法調(diào)查法、問卷法、對比法等。第四章 實(shí)驗(yàn)研究4.1研究對象及內(nèi)容 研究對象 將我校八年級四班學(xué)生作為研究的對象。研究內(nèi)容一、編著科學(xué)素養(yǎng)水平測試卷在本研究正式開展之前，首先得了解學(xué)生當(dāng)前的科學(xué)素養(yǎng)水平情況，所以，如何按照學(xué)生的年齡層次、認(rèn)知特點(diǎn)以及最新大綱要求編著科學(xué)素養(yǎng)測試卷是當(dāng)務(wù)之急。本研究的對象為八年級學(xué)生，這個(gè)年齡階段的學(xué)生已經(jīng)有了一定的科學(xué)常識，具備一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，也具備基

28、本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力。能提出簡單的問題，對社會有一定的感性認(rèn)識，同時(shí)對新生事物有強(qiáng)烈的好奇心。所以綜合考慮八年級學(xué)生的身心特點(diǎn)，認(rèn)知水平和大綱要求，編著適合八年級學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平測試卷，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮。1.對所學(xué)科目重要的基本概念和科學(xué)術(shù)語的含義的識別和理解能力。例如，壓強(qiáng)的概念。這是大綱要求比較高的一個(gè)物理量，不僅要求學(xué)生知道壓強(qiáng)的概念，準(zhǔn)確理解壓強(qiáng)的物理意義，而且還要加以運(yùn)用，進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算和解釋生活中有關(guān)壓強(qiáng)的一些現(xiàn)象和問題。但是學(xué)生往往將壓強(qiáng)和壓力混為一談，對于壓強(qiáng)這個(gè)概念提出的背景和物理意義認(rèn)識不清。所以，在科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查試卷中學(xué)生對于這些重要概念是否深刻理解

29、的考察一定要充分體現(xiàn)出來。2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的能力。具體來說，試卷中應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生是否關(guān)注自然現(xiàn)象以及日常生活，從而發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；是否能根據(jù)所設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟，選擇或自制實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行正確操作，探究后經(jīng)分析論證，得出合理結(jié)論。這可以考察學(xué)生是否具備基本科研能力和科研方法，是否具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，是否具有團(tuán)結(jié)合作的意識和態(tài)度。3.關(guān)注科技發(fā)展與社會關(guān)系的意識。學(xué)生是否關(guān)注當(dāng)前科技發(fā)展的動態(tài)、是否了解世界最前沿的科技成果，是否了解科技發(fā)展對社會帶來的影響，是否了解科學(xué)和社會的關(guān)系，個(gè)人與社會發(fā)展的關(guān)系。對于頻繁出現(xiàn)在各類媒體的科技新名詞、新事物是否有一定的認(rèn)知和簡單的了解。以上諸方面都應(yīng)

30、在科學(xué)素養(yǎng)水平測試中得以體現(xiàn)。這可以考察學(xué)生對科學(xué)的態(tài)度是否積極，對科學(xué)是否有正確的認(rèn)識。對于形成科學(xué)的價(jià)值觀和科學(xué)精神非常重要。 基于以上考慮，特編著科學(xué)素養(yǎng)水平測試卷一份（見附表一），測試成績按表一分析計(jì)算后，結(jié)果如下： 班級一班 二班 三班 四班 達(dá)標(biāo)率 21.7% 11.1% 15.6% 11.9%二、深刻解讀并分類教學(xué)內(nèi)容八年級物理是新開的一門課程，作為入門教學(xué)，決定了其內(nèi)容具有循序漸進(jìn)、由淺入深，從具體到抽象、從特殊到一般的特點(diǎn)。它也是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，這就決定了有很強(qiáng)的實(shí)踐性，從生活入手，密切聯(lián)系實(shí)際是學(xué)習(xí)物理的重要方法。同時(shí)，作為自然學(xué)科，有其嚴(yán)密的邏輯性。所以對于教材安

31、排的內(nèi)容，應(yīng)依照不同的知識層次重新編排，但是也要注意不能打破內(nèi)容的系統(tǒng)性和邏輯性。一般來說，物理學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容可以分為以下三類：一、重點(diǎn)概念（或物理量）、重要原理；二、基本概念（或物理量）、一般規(guī)律；三、密切聯(lián)系社會現(xiàn)實(shí)、最新科技成果的應(yīng)用；三、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)按照教材內(nèi)容的分類，不同的內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方式。無論是哪一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容或者哪一種教學(xué)方式，都必須遵循同一個(gè)原則，那就是在教學(xué)過程中始終貫徹新課程的標(biāo)準(zhǔn)，滲透新課改的思想，努力提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。下面就以具體的教學(xué)實(shí)例就這一思想加以闡述。首先，以浮力的教學(xué)為例探討如何結(jié)合重點(diǎn)概念、重要原理的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。物理學(xué)中的

32、重點(diǎn)概念和重要原理不僅是構(gòu)成本學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的重要部分，也是體現(xiàn)物理思想的重要方面，在物理學(xué)科體系中占有舉足輕重的地位。所以，如何在該部分內(nèi)容的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是本課題研究的重點(diǎn)。浮力這一章是整個(gè)初中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如果教學(xué)方法不得當(dāng)，就很難取得滿意的教學(xué)效果。大綱對于本章內(nèi)容的要求較舊教材做了較大的變動，降低了進(jìn)行定量運(yùn)算的能力要求，提高了進(jìn)行自主探究、發(fā)展創(chuàng)新和運(yùn)用物理原理解決實(shí)際問題的能力要求。所以，根據(jù)新課標(biāo)的要求，本章內(nèi)容可以按照如下思路進(jìn)行學(xué)習(xí)。（一）浮力在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用從最簡單常見的生活常識入手，例如輪船遠(yuǎn)航、潛艇沉浮，甚至是漂浮在浴缸中的人、孩童時(shí)代玩的紙船等實(shí)例讓學(xué)

33、生感受浮力的存在。課前安排學(xué)生廣泛搜集有關(guān)浮力的資料，拿到課堂和全班同學(xué)分享。此舉旨在鍛煉學(xué)生有效搜集信息的能力，同時(shí)使學(xué)生明白所學(xué)知識在生活中的廣泛應(yīng)用。如果割裂了理論和實(shí)踐的聯(lián)系，學(xué)習(xí)也就失去了意義。大部分同學(xué)進(jìn)行了網(wǎng)上搜集，一本分同學(xué)去了書店，還有的同學(xué)去了圖書館。搜集的資料五花八門，豐富多彩。我們用了兩節(jié)課的時(shí)間加以展示，同學(xué)們展示的方式也多種多樣，有的復(fù)印后整理成資料、有的做成了幻燈片，還有的自制器材，演示了小實(shí)驗(yàn)。比較典型的成果有：（1）文字資料：死海不死、潛艇的浮沉原理、孔明燈、熱氣球、飛艇、密度計(jì)的原理、阿基米德和皇冠的故事等。（2）多媒體資料：潛艇的浮沉、浮筒打撈沉船等。（3

34、）小實(shí)驗(yàn)：自制潛水艇、自制密度計(jì)。以上的資料展示，在輕松愉快但又不失嚴(yán)肅的氣氛中進(jìn)行，每個(gè)人都渴望自己搜集的資料最新奇、最能引人注意，得到認(rèn)可和贊揚(yáng)的同學(xué)喜形于色，那些沒有用心準(zhǔn)備的同學(xué)也深感慚愧。第一堂課我的要求就是盡情地看，盡情地欣賞，不要有任何負(fù)擔(dān)，可以不思考任何問題，只需要聽到、看到大家展示的成果就算成功地完成了本堂課的任務(wù)。第二堂課重新展示典型的成果，要求學(xué)生在看和聽的同時(shí)積極思考，提出疑問，展開討論。大家七嘴八舌討論異常熱烈。也提出了很多有價(jià)值的問題。（二）決定浮力大小的因素引導(dǎo)學(xué)生分析大家所提問題的意義和價(jià)值，同學(xué)們所提的問題中比較典型的有：1.為什么人在水中一般會下沉，但是在死

35、海中卻浮在水面，即使是不會游泳的人？2. 為什么鐵塊放入水中會下沉，而鋼鐵做的輪船卻可以浮在水面？3.潛艇為什么既可以上浮，也可以下沉？教師導(dǎo)語：學(xué)習(xí)浮力，最終應(yīng)回答的核心問題是什么？我們已經(jīng)深信不疑，浸在液體和氣體中的物體一定會受到浮力的作用，那么影響浮力大小的因素是什么？只有找到這個(gè)問題的答案，我們就可以改變浮力的大小，從而使?jié)撏щS意升降、使汽艇升空。學(xué)生討論：甲：人在死海中不會下沉是因?yàn)槭艿降母×Υ螅篮Ｖ械柠}分含量很高，其海水密度大于淡水的密度，可見浮力的大小應(yīng)該和液體的密度有關(guān)。乙：潛艇通過往水艙中加水增加自身所受重力，從而下沉，可見，死海中人不會下沉是因?yàn)槿说馁|(zhì)量太小了，增大人的質(zhì)

36、量，人可能會下沉。丙：乙的說法是錯誤的，死海海底有沙石，小石塊的質(zhì)量比人小很多，為什么浮不起來？可見，浮力的大小跟浸入液體中的物體的密度有關(guān)。至此，同學(xué)們的思路受到了阻礙，大家比較一致地認(rèn)可甲同學(xué)的觀點(diǎn)，但是又無法確定乙、丙的觀點(diǎn)的正誤。教師導(dǎo)語：以上同學(xué)討論的其實(shí)是兩個(gè)問題：一、浮力的大小和什么有關(guān)？二、物體的浮沉條件是什么？我們首先應(yīng)解決第一個(gè)問題。注意要嚴(yán)格確定研究對象，不改變其質(zhì)量和體積，研究在什么情況下它所受浮力大，什么情況下所受浮力小。有同學(xué)很快指出同一只密度計(jì)浸在不同的液體中，都是靜止，浮力和重力是一對平衡力，所以浮力是個(gè)定值，液體的密度不同，而密度計(jì)受到的浮力卻不變，這個(gè)結(jié)果和

37、甲同學(xué)的觀點(diǎn)似乎是相悖的。細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，密度計(jì)之所以能測量不同液體的密度，是因?yàn)槊芏扔?jì)在不同的液體中，液面所對的位置不同，也就是說同一只密度計(jì)放入不同的液體中時(shí)，浸入的深度是不同的?？赡芨×Φ拇笮〕撕鸵后w的密度有關(guān)，還跟物體浸入液體的深度有關(guān)。雖然同學(xué)們還不能提出“排開液體的體積”的觀點(diǎn)，但是已經(jīng)是一個(gè)很大的進(jìn)步，離問題的實(shí)質(zhì)進(jìn)了一大步。有同學(xué)提出，浮力既然是一種力，為什么不用彈簧測力計(jì)稱量一下呢？這是一個(gè)好辦法！分組討論后，挑選了一組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如下：器材：彈簧測力計(jì)一只、燒杯兩只、100克鉤碼一個(gè)，自來水和酒精若干步驟：1.分別將鉤碼懸掛于測力計(jì)下，浸沒于水和酒精中，觀察測力計(jì)的示數(shù)

38、。2.將鉤碼懸掛于測力計(jì)下，逐漸浸入水中，觀察測力計(jì)的示數(shù)?，F(xiàn)象：1.鉤碼分別浸沒在水中和酒精中時(shí)，測力計(jì)的示數(shù)不同，浸沒在水中時(shí)，測力計(jì)的示數(shù)較小。根據(jù)力的平衡可知， F+F浮=G， （1）由于，F(xiàn)水<F酒精，所以F浮水>F酒精。2.鉤碼在逐漸浸入水的過程中，測力計(jì)的示數(shù)變小，浸沒后示數(shù)不變。由（1）式可知，鉤碼在浸沒前，浸入深度越大，浮力越大。有同學(xué)聯(lián)想到在將皮球壓入水中時(shí)，皮球浸入的程度越大，越費(fèi)力，原來是浮力在增大。 結(jié)論：浮力的大小和液體的密度、物體浸入液體的深度有關(guān)，密度越大、浸入越深，浮力就越大。以上結(jié)論雖然不夠嚴(yán)密，甚至可以說是不正確的，但是這是同學(xué)們自主探究的結(jié)果

39、，體驗(yàn)了整個(gè)探究的過程，增強(qiáng)了解決問題的能力，嘗到了探究的快樂。教師的任務(wù)就是幫助學(xué)生進(jìn)一步修正和完善得出的結(jié)論。教師導(dǎo)語：同學(xué)們的理論是否嚴(yán)密，經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)，還需進(jìn)一步的驗(yàn)證。在研究了影響浮力大小的因素之后，我們應(yīng)該進(jìn)一步探究浮力的大小應(yīng)如何進(jìn)行定量計(jì)算？只有推導(dǎo)出計(jì)算浮力大小的計(jì)算公式，才能夠真正明白影響浮力大小的因素究竟是什么。 以上問題是本章教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)，學(xué)生可以從現(xiàn)象入手，發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，也能提出問題，積極尋求答案。但是將定性的問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算，也就是說從數(shù)學(xué)的角度回答物理問題，對他們來說是一個(gè)比較難以逾越的坎。但這恰恰是考察學(xué)生慎密的邏輯思維能力、較強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的重要體現(xiàn)

40、。在學(xué)生思考討論后，有同學(xué)提出，雖然密度計(jì)在不同的液體中受到的浮力不變，但是在不同的液體中浸入的程度也不同，也就是說占據(jù)的空間不同。在密度大的液體中，占據(jù)的空間小。該同學(xué)指的其實(shí)就是“排開液體的體積”。但是他還不能提出這一點(diǎn)，不過已經(jīng)觸到了問題的本質(zhì)。教師導(dǎo)語：該同學(xué)的分析很有價(jià)值，在密度計(jì)所受浮力一定的情況下，液體密度越大，密度計(jì)排開的液體體積越??；液體的密度越小，密度計(jì)排開的液體的體積越大。所以其所受浮力可能和它排開的液體的重力有關(guān)。學(xué)生對這一觀點(diǎn)分析討論后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。以下是隨機(jī)挑選的一組設(shè)計(jì)。器材：溢水杯兩只、測力計(jì)一只、小塑料桶兩只，100克鉤碼兩只。步驟：1。分別稱出兩只塑料

41、桶所受重力并記錄。2將兩只溢水杯分別注滿水和酒精。 3將一只鉤碼懸掛于測力計(jì)下，使其浸沒在水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)，并接收排出的水。稱出排開水的重力。 4. 將兩只鉤碼懸掛于測力計(jì)下，使其浸沒在水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)，并接收排出的水。稱出排開水的重力。 5將一只鉤碼懸掛于測力計(jì)下，使其浸沒在酒精中，讀出測力計(jì)的示數(shù)，并接收排出的酒精。稱出排開酒精的重力。 分析：1.比較步驟3、4中采集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)物體排開的同一種液體體積越大，物體受到的浮力也越大，而且物體所受浮力的大小等于其排開的液體所受的重力。 2比較步驟3、5中采集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)同一個(gè)物體浸沒在不同的液體中，雖然排開的液體體積相同，但是所受浮

42、力不同，在密度較大的液體中收到的浮力也較大，而且，所受浮力的大小也等于排開液體受到的重力 結(jié)論： F浮=G排=液gV排至此，對于影響浮力大小的因素就得出了確切的結(jié)論，在前述的討論中提及的所謂鉤碼在浸沒之前，浸入水中的深度不同，受到的浮力也不同。實(shí)際上是浸入的深度不同，其實(shí)是排開水的體積不同。結(jié)合浸在氣體中的物體也受浮力的實(shí)力，總結(jié)出影響浮力大小的因素，同時(shí)引出阿基米德原理。1 影響浮力大小的因素液體（或氣體）的密度、物體排開液體（或氣體）的體積。 2. 阿基米德原理：浸在液體或氣體中的物體受到的浮力等于物體排開的液體或氣體所受的重力，即 F浮=G排=液gV排 （三）如何改變物體的浮與沉在對浮力

43、有了一定的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，著重探究了影響浮力大小的因素，目的是可以做到根據(jù)實(shí)際需要，改變浮力的大小，從而改變物體的浮沉狀態(tài)。揭開鋼制輪船漂浮海面的秘密，同時(shí)，進(jìn)一步探究物體浮沉的條件。教師導(dǎo)語：物體的浮沉，是指物體的狀態(tài)，運(yùn)動狀態(tài)的變化決定于物體的受力情況，那么，怎樣使浮在液面的物體下沉，使下沉的物體浮起來呢？學(xué)生討論：有同學(xué)提到了潛水艇的浮沉，通過再次觀看潛艇沉浮的多媒體資料，注意到，使本來浮在水面的潛艇下沉，水艙中就要注水，要上浮就得排水。同學(xué)甲：浮在水面的潛艇下沉或者是下沉的潛艇上浮，其實(shí)是潛艇的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，說明，潛艇受力情況改變了。同學(xué)乙：浮在水面的潛艇受重力和浮力，這兩個(gè)力

44、是一對平衡力。要打破這種平衡，潛艇就不能受平衡力。同學(xué)丙：當(dāng)G>F浮時(shí)，潛艇就下沉，所以使?jié)撏鲁粒鸵o水艙注水。當(dāng)G<F浮時(shí)，潛艇就上浮，所以就要從水艙向外排水。同學(xué)?。簭囊陨贤瑢W(xué)的分析可知，改變物體所受的重力，就可以改變物體的浮塵狀態(tài)。教師導(dǎo)語：從大家的分析不難得出決定物體浮沉狀態(tài)的條件是浸在液體中的物體所受重力和浮力的大小關(guān)系。那么，改變浮沉狀態(tài)，方法之一：改變重力。同理可知，如果改變物體所受的浮力同樣可以改變物體的浮沉狀態(tài)。請舉例加以說明。學(xué)生討論：在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生重點(diǎn)討論了鋼制輪船浮在水面的情況。同學(xué)甲：眾所周之，鋼鐵在水中會下沉，但是如果將同質(zhì)量的鋼鐵制成空心（輪

45、船）它就可以浮在水面，原因是制成空心后能夠排開更多的水，船受到的浮力也就比原來大了，所以船就可以浮起來。同學(xué)乙：為了使同學(xué)甲的觀點(diǎn)更具有可信度，可以用橡皮泥演示。該同學(xué)的操作過程如下：1.將橡皮泥團(tuán)成一團(tuán)，放入水中。 現(xiàn)象：橡皮泥下沉2.將橡皮泥捏成船的形狀，放入水中?，F(xiàn)象：船狀橡皮泥浮在水面同學(xué)丙：改變物體浮沉狀態(tài)的另一方法：改變浮力的大小結(jié)論：1.物體的浮沉狀態(tài)取決與物體所受重力和浮力的大小關(guān)系，改變重力或改變浮力都可以改變物體的浮沉狀態(tài)。2.物體的浮沉條件： （1）當(dāng)F浮<G時(shí)，下沉 （2）當(dāng)F浮>G時(shí)，上浮，最終漂浮 （3）當(dāng)F浮=G時(shí)，漂浮教師導(dǎo)語：其實(shí)，物體的浮沉狀態(tài)除

46、了大家總結(jié)的以上三種之外，還有一種，就是物體浸沒在液體中，可以停留在任何深度的地方，而不會下沉。這種狀態(tài)叫懸浮。這也是一種平衡狀態(tài)，所以有，F(xiàn)浮=G。因此，物體的浮沉條件應(yīng)補(bǔ)充為： （1）當(dāng)F浮<G時(shí)，下沉 （2）當(dāng)F浮>G時(shí)，上浮，最終漂浮 （3）當(dāng)F浮=G時(shí)，漂?。ú糠纸耄?（4）當(dāng)F浮=G時(shí)，懸浮（浸沒）（四）浮力產(chǎn)生的原因浮力產(chǎn)生的原因分析，是本章的難點(diǎn)。突破難點(diǎn)的方法是從學(xué)生身邊熟知的現(xiàn)象入手，或者是設(shè)計(jì)簡單且便于操作的實(shí)驗(yàn)將復(fù)雜的問題簡單化、直觀化。 教師導(dǎo)語：在了解了影響浮力大小的因素、定量確定浮力大小之后，為了對浮力的本質(zhì)有更深層次的理解，很有必要對浮力產(chǎn)生的原因

47、做一番了解。探究浮力產(chǎn)生的原因，可以從其他不同性質(zhì)的力產(chǎn)生的原因得到啟發(fā)。不同性質(zhì)的力之所以性質(zhì)不同，是因?yàn)樗麄儺a(chǎn)生的原因不同，了解不同的力產(chǎn)生的原因，找出異同點(diǎn)，加以對比和總結(jié)，會對所學(xué)知識點(diǎn)的理解更加深入，有助于知識體系的系統(tǒng)化。這也是學(xué)習(xí)有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的相關(guān)事物的重要方法。在學(xué)習(xí)浮力之前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力、彈力、摩擦力等，了解力的共性，熟知每一種性質(zhì)的力產(chǎn)生的原因。所以探究浮力產(chǎn)生的原因，在方法上來說并不困難。學(xué)生活動：將一只手臂緩慢地豎直插入一大桶水中，用靈敏的手指細(xì)心體會在不同的深度處手指所受水的壓力的大小。學(xué)生甲：物體只有浸在液體中時(shí)才會受到浮力，可見浮力和彈力一樣是一種接觸力。學(xué)生

48、乙：浸在液體中的物體只有跟液體接觸，因此所受浮力的施力物體是液體。浸在水中的手臂明顯感到水的壓力，可能該壓力和手臂受到的浮力存在關(guān)聯(lián)。教師導(dǎo)語：為了使問題簡單化，我們以浸沒在水中的一個(gè)立方體物塊為研究對象，分析它所受水的壓力的情況。學(xué)生討論分析后得出了如下結(jié)論學(xué)生丙：正方體物塊的左右、前后相對的兩面在水中的深度相同，面積相同，根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律以及壓力的定義可知，這兩對壓力大小相同，方向相反，所以抵消。但是上下兩面在水中的深度不同。所以上下兩面所受水的壓力差不為零。教師總結(jié)：浸在水中的物塊的上下兩個(gè)表面所受水的壓力差其實(shí)就是水對物塊的浮力，即 F浮=F向上-F向下。顯然，以上結(jié)論對于學(xué)生理

49、解將皮球壓入水中的過程中，為什么越來越費(fèi)力，為什么將懸掛在測力計(jì)下的鉤碼浸入水中時(shí)測力計(jì)示數(shù)會變小，而浸沒后測力計(jì)示數(shù)不會隨鉤碼在水中的而深度變化而變化等此類問題，有很好的幫助。比起用阿基米德原理的數(shù)學(xué)式從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行判斷更深入，更能直抵問題的實(shí)質(zhì)。本章內(nèi)容到此已經(jīng)完成了主要的教學(xué)任務(wù)，對于有關(guān)浮力的定量計(jì)算，大綱要求學(xué)生能進(jìn)行簡單的計(jì)算即可，所以在實(shí)際教學(xué)中避開了難度較大的計(jì)算問題，而引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)了幾種計(jì)算浮力的方法。對于計(jì)算問題，學(xué)生普遍感到難度較大是因?yàn)橐酝慕虒W(xué)忽略學(xué)生對計(jì)算公式的深入理解，生搬硬套所致。引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)計(jì)算公式或方法，使學(xué)生透徹理解每一種計(jì)算方法適用的條件和范圍，

50、有助于學(xué)生對所學(xué)基笨概念、基本原理的理解和掌握。（五）計(jì)算浮力的幾種方法將本章內(nèi)容重新編排之后，邏輯關(guān)系比較嚴(yán)密，思路也很清晰，但是知識點(diǎn)也較多，學(xué)生難免有顧此失彼之憂，所以在總結(jié)計(jì)算浮力的方法時(shí)，我們采用了從解決實(shí)際問題出發(fā)，在應(yīng)用中總結(jié)的策略。在總結(jié)出每一種計(jì)算浮力的方法之前先給出一個(gè)實(shí)例，解決問題后再總結(jié)歸類。1.測量法例1；某一金屬塊，測得其重力為6.7N，浸沒在水中后測力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?.9N，求金屬塊此時(shí)受到水的浮力。解：由力的平衡可得 F浮=6.7N-3.9N=2.8N在探究影響浮力大小的因素時(shí)，有同學(xué)就已提到可以用彈簧測力計(jì)測量浮力的大小，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作，注意糾正操作過程中的不

51、當(dāng)之處，熟練后選擇一組學(xué)生上臺演示。某組操作過程如下（測量金屬塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力）：（1）測量金屬塊所受重力G（2）將金屬塊浸沒懸掛在已復(fù)零的測力計(jì)下，然后將金屬塊浸沒在水中，讀出測力計(jì)的讀數(shù)即金屬塊浸沒在水中的示重G1（3）計(jì)算浮力的大小：F浮=G-G1小結(jié)：F浮=G-G1（G1為浸在液體中時(shí)的示重）2.公式法 例2.一邊長為10CM的立方體木塊浸在水中后，有三分之一的體積露在液面以上，求木塊受到的浮力 解：根據(jù)題意，可求出木塊浸在水中的體積，即木塊排開水的體積。因此，由阿基米德原理可得F浮=水gV排, V排=0.001*2/3=0.002/3cm3 所以，F(xiàn)浮=水gV排=6.7N阿基

52、米德原理作為本章的重點(diǎn)內(nèi)容，不僅要理解其成立的條件，而且要理解其內(nèi)涵并加以應(yīng)用。同時(shí)，它也是計(jì)算浮力的首選方法。另外，還要強(qiáng)調(diào)對于密度均勻的氣體，阿基米德原理同樣適用。 小結(jié)：F浮=G排=液gV排3.根據(jù)浮沉條件，求解浮力例3.有兩個(gè)物塊，分別重5N和2.5N，體積均為0.4dm3,將它們投入水中，當(dāng)兩個(gè)物塊靜止后，受到的重力分別為多少？ 分析：雖然題目告知物塊的體積，但是不知道物塊在水中的浮沉狀態(tài)，所以要求出浮力，必須先要判斷其浮沉狀態(tài)。解：由阿基米德原理得，兩物塊浸沒水中時(shí)，所受浮力均為4N. 所以，對物塊一有，F(xiàn)浮<G, 故，物塊一下沉，F(xiàn)浮=4N對物塊二有，F(xiàn)浮>G, 故，

53、物塊二上浮，靜止后漂浮。即 F浮=G=2.5N根據(jù)以上分析，兩物塊投入水中,待靜止后，狀態(tài)分別為下沉和漂浮，所以所受浮力分別為4N和2.5N.由于物體在液體中處于不同的狀態(tài)時(shí)，浮力和重力的大小關(guān)系不同，其中，懸浮和漂浮時(shí)，浮力等于重力，所以如果已知物體所受重力，而且能根據(jù)題意判斷出物體在液體中的浮沉狀態(tài)為懸浮或漂浮，那么就知道了浮力的大小。 小結(jié)：F浮=G（懸浮，漂?。?.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因求浮力的大小例4.邊長為10cm的木塊浸在酒精中，有五分之一露在液面以上，求其所受浮力的大小解：分析木快各個(gè)表面所受的壓力特點(diǎn)，可知 F浮=F向上根據(jù)題意，木塊下表面在酒精中的深度、下表面積均為已知，所以不

54、難得出 F向上=PS=6.4N所以，F(xiàn)浮=F向上=6.4N對于形狀規(guī)則的物體，如果根據(jù)題意能確定各個(gè)表面所受液體的壓力，那么用浮力差生的原因來確定浮力的大小，也不失為一種簡便的方法。小結(jié)： F浮=F向上-F向下。5.用力的平衡確定浮力的大小例5.有一充足氣的皮球重2N,，體積為5dm3,用一段最大承受力為23N的繩子一端系在皮球上，另一端固定在容器內(nèi)的底面。現(xiàn)往容器內(nèi)注水，請問：水淹沒皮球的幾分之幾時(shí)，繩子會斷掉？解：以皮球作為研究對象，分析其受力情況，由力的平衡得繩子斷前瞬間，有 F浮=G+F拉=25N由阿基米德原理，有 V排=F浮/(水g)=2.5 dm3 V排/V球=1/2 所以，當(dāng)水淹

55、沒皮球的二分之一時(shí)，繩子斷裂。 在用常規(guī)方法不能求解浮力時(shí)，可以考慮用該種方法，尤其是除了浮力之外其他力已知或根據(jù)題意能間接求出時(shí)，用力的平衡方程求解浮力是一種不錯的選擇。但是這種方法對學(xué)生的要求較高。受力分析歷來是學(xué)生感到困難的部分，尤其是物體所處情境較復(fù)雜的情況，學(xué)生分析時(shí)常常會多出一個(gè)力或漏掉一個(gè)力，這就要求要求學(xué)生熟練掌握各種不同性質(zhì)的力的特點(diǎn)和產(chǎn)生原因，掌握進(jìn)行受力分析的一般方法，以便能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行正確的受力分析。 小結(jié)：F合=0以上是常用的確定浮力大小的五種方法，當(dāng)然還有其他的方法。解決一個(gè)有關(guān)浮力的問題，也許會用到其中的兩種甚至更多的方法，所以首先應(yīng)該將每一種方法理解透徹，然后才

56、能綜合運(yùn)用。同時(shí)，也可以用不同的方法解決同一個(gè)問題，這可以加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，使學(xué)生養(yǎng)成多方位、多角度地思考問題，打開思路、活躍思維。通過以上闡述，不難看出，所謂重點(diǎn)概念、重要原理，之所以稱為“重點(diǎn)”，不僅是其內(nèi)容是本學(xué)科知識體系的重要組成部分，在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，探究、學(xué)習(xí)該部分知識的過程和方法更是體現(xiàn)了物理學(xué)科的核心思想和靈魂?！耙磺袕膶?shí)踐中來，又回到實(shí)踐中去”。這應(yīng)該是學(xué)習(xí)物理知識的很好的寫照。作為實(shí)驗(yàn)學(xué)科，理論聯(lián)系實(shí)際、理論為實(shí)踐服務(wù)、實(shí)踐檢驗(yàn)和修正理論，是亙古不變的宗旨。通過教學(xué)實(shí)踐，筆者也深刻地體會到，要想嚴(yán)格執(zhí)行新課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，一定要做到“人和學(xué)科最完美的結(jié)合”，才能有最大限度的收獲。人是主動的、上進(jìn)的、好奇和充滿榮譽(yù)感的。只是有一些不健全的體制、不太良好的家庭和社會環(huán)境泯滅了人的這些天性。